基于食物安全的生猪生产与生产要素耦合/脱钩研究进展

吕爱清 罗天相 李丽娜

摘 要：深入探讨疫病防控、猪场环境治理与生猪生产之间的耦合/脱钩关系，并为系统要素间的动态关系提供科学的测度方式，进一步揭示其相应耦合、脱钩的时空演化规律及其驱动机制，以利协调生猪生产与疫病防控、环境治理等矛盾，保障生猪生产的食物与生态双重安全，实现生猪生产持续发展。

关键词：食物安全;生猪生产;生产要素;耦合分析;脱钩分析

我国生猪疫病问题非常棘手，病种多、病原杂、流行广，疫病风险较大，并且防控形势较严峻。生猪粪便及污水产生量大，处理成本较高，相关污染治理难度大，环境压力增加。生猪疫病、猪场环境污染与经济失衡等因素单独或叠加影响往往导致生猪生产波动加剧，引发明显的猪周期。最近一波生猪产能下降，适逢生猪周期性下跌、疫病爆发、环保限/禁养等多种因素叠加影响，严重影响生猪生产与人们生活。统计结果表明，2019年我国猪肉产量下降21.3%，导致猪肉价格上涨42.5%，困扰社会、政府与生猪产业的生猪生产稳定性、可持续性不足等问题亟待解决。

1 研究背景与意义

1.1 协调江西生猪生产与疫病防控、环境治理等矛盾

随着生猪生产规模扩大、要求提高，生猪生产疫病防控、环境治理难度加大，养猪成本提高，社会影响加剧。通过深入研究可协调江西生猪生产与疫病防控、环境治理等矛盾，不断满足人民美好生活的需要。

1.2 探究生猪生产系统因素的内在联系、保障食物与生态双重安全

探究食物生产与其他因素的内在联系和互动关系在食物安全理论、实践中均非常必要。通过建立生猪生产与疫病防控、猪场环境耦合的综合评价指标体系，对生猪生产与疫病防控、猪场环境等因素进行耦合分析，揭示生猪生产与生产要素的耦合度、耦合协调度及时空分异规律;分别进行生猪生产与疫病防控、生猪生产与猪场环境的脱钩分析，揭示逆向生产因素对生猪生产脱钩的影响过程、机制及时空分异规律，以实现生猪生产的食物与生态双重安全。

1.3 充分发挥江西生猪和粮食主产区的优势

我国既是养猪大国，也是猪肉消费大国，生猪饲养量和猪肉消费量均占世界总量的一半左右，猪肉占肉类总产量的60%以上，猪肉是居民生活中的刚性需求，牛羊禽肉虽然有一定的替代作用，但是短期内猪肉仍将占据主体地位[1]。江西省是我国传统生猪产区，也是猪肉消费比较集中的区域，常年生猪出栏量接近全国总出栏量的一半，生猪产能能否尽快止跌回升，对全国猪肉市场稳价保供具有重要意义[2]。适度发展生猪生产，有利于促进粮食-生猪-环境系统良性循环、保障市场供应、增加农民收入、稳定区域经济社会发展。

2 国内外研究现状及发展动态

2.1 食物安全问题与相关因素的内在联系

从全球范围看，虽然食物安全总体上得以改善，但是目前和未来全球食物安全问题仍相当严峻，农业自然资源日益短缺与生态环境退化威胁着粮食安全和农业可持续发展[3]。随着人民生活水平提高，中国食物结构发生了根本的改变，今后食物安全研究将由单纯的粮食安全转向包括所有食物种类的食物安全[4]。食物不仅是人类生存发展的必需资源，更是区域可持续发展的重要研究主题，研究食物和其他因素之间的内在联系和互动关系显得日益重要。人口增长、经济发展、气候变化、城市化等因素均与食物生产及供应具有强烈的关联耦合性，一定程度上促使人们更为关注食物安全问题。预计到2030年，世界人口将增加至80亿以上，到2050年将增加至90亿以上[5]，这种增长加剧了一些地区食物的不安全性。经济发展给资源消耗施加了更大的压力[6]，导致不可逆转的生态退化、资源枯竭，从而威胁到可持续发展[7-8]。气候变化对人们日益增长的食物等资源需求带来挑战[9-11]，严重和频繁的极端天气导致贫困加剧、农业生态系统更加脆弱和收入减少等问题[12-16]。城市化产生需要消耗更多资源的生活方式，浪费增加，给食物生产、供给的可持续和安全性增加了压力[17]。

以主食为基础的食物消费正在向多样化膳食转变，食物需求转变正在对全球居民的营养结果产生重要影响[18]。食物安全概念强调对食物量的保障、供给及市场条件下的个人购买能力，从基本保障提升到生活品质改善及国家对风险的抵御能力，内涵不断充实，是社会经济发展的必然选择和要求，构建“营养、绿色、多元、开放”的新时代食物安全观势在必行[19]。目前，中国居民食物消费领域呈现出膳食结构变化大、消费方式多元化等特征，同时存在不合理消费带来的健康隐患、食物浪费严重以及食品安全事件频发等诸多问题，严重制约了中国食物消费的可持续发展[20]。

2.2 生猪生产环境效率与生猪产业风险

目前全国生猪粪便产生量约占畜牧业粪便总量的1/3，综合利用率不足一半，導致较大的生猪养殖环境污染。人们越来越重视生猪养殖的环保问题，全国不同规模的生猪养殖环境效率总体呈现上升趋势，大规模生猪养殖场所体现的环境方面的优势将越来越明显[21]。《全国生猪生产发展规划 （2016—2020 年）》认为，到2020年全国出栏 500头以上规模养殖比重将达到52%，而未来比率会更高，规模化将成为未来主要趋势[22]。不同规模生猪养殖场均有一定程度的污染物减排空间和生产投入要素减投空间[23]，并且环境规制政策对于养猪主体环境风险感知—环境行为关系存在正向调节效应[24]。2019年末以来，全国共调减禁养区1.4万个。生态环境部会同农业农村部发布通知，对年出栏量5 000头以上的规模化生猪养殖项目，开展环评“告知承诺制”改革试点，生猪产业风险和机遇并存。

生猪疫病风险具有不确定性，已成为全人类共同关注的问题。随着生猪生产规模化发展加快，养殖密度提高，生猪很容易滋生疫病，而一旦疫病爆发，其传播速度快、传播范围广[25]。生猪生产还将面临国际市场等风险，预计到2035年，饲料自给率将继续下降，畜产品生产和供需缺口将取决于饲料粮贸易和草牧业发展政策，若在限制玉米进口、不重视草牧业发展的情况下，中国畜产品进口将显著增长，且高度依赖于不可靠的国际市场供给[26]，而猪肉进口依赖性风险主要来自美国、德国、丹麦、西班牙和加拿大等国[27]。

2.3 耦合理论与食物安全

耦合分析涉及系统要素的相互作用与协调程度，运用耦合理论不仅能够清晰地表现系统要素间的关系，也可为系统要素间的动态关系提供科学的测度方式。耦合理论在粮食生产与安全方面应用较广，主要聚焦于水资源—能源—粮食、人口—耕地—粮食、城市化—粮食安全、粮食生产-粮食消费、粮食产量-农业劳动力等耦合分析。对食物同其他因素的关联性研究，部分学者比较关注影响食物生产、供应及安全性等宏观因素，如食物和水、能源之间的关联性，这三种资源中任何一个的可用性都可能受到另外两个资源施加的影响或采取行动的限制[28-30]。农业食品生产需要利用大量的水和能源，约占淡水的70%以上，占全球使用能源的30%左右[31]。研究结果表明，三者需要在一个综合框架中耦合才能達到效益最大化[32-34]。

随着各地区面临越来越大的水资源、能源和食物压力，将三者视为一个相互依赖的系统进行研究，WEF（water-energy-food）系统耦合协调发展被视为是区域可持续发展的重要基础[35]。中国WEF耦合系统安全系数在2001—2015年多数省份呈上升趋势，而河北、河南、山东、陕西等几个资源大省耦合安全程度呈现波动或者下降的趋势[36]。通过构建WEF系统综合评价指标体系，运用熵值法确定权重，综合评价了京津冀地区[37]、江苏省WEF系统发展水平及系统要素间耦合协调程度[38]。何宜庆等[39]运用耦合协调度模型，对长江经济带人口、耕地和粮食三者间的关系进行了研究。孙英敏[40]运用变异系数法，以粮食生产“投入指标”为评价依据，利用2005—2015 年陕西省粮食产量，分析其耕地利用转型和粮食产量耦合关系，期间呈现耦合度逐渐增加的态势，耕地利用转型对粮食安全具有利好影响。程叶青等[41]采用灰色关联分析方法，构建城乡系统耦合定量测度指标体系和模型，探讨吉林省中部粮食主产区城乡系统耦合的驱动因素及其空间格局。

从城市化与粮食安全耦合度发展趋势来看，目前二者产生了制约作用，政府应注意城市化过程中的粮食安全问题，提高城市化过程中土地利用效率，建立二者之间协调发展的长效机制[42]。粮食生产和粮食消费的空间匹配性在不断下降，空间布局和粮食利益矛盾进一步加深，区域利益矛盾激化，给新时期粮食储备、粮食调配、粮食多样化供给等方面带来挑战[43]。戈大专等[44]构建了中国粮食产量与农业劳动力数量变化耦合关系模式，分析县域粮食产量与农业劳动力比重变化的耦合过程。耕地压力受到自然、社会等多方面因素影响，种粮积极性与农民耕地保护能力呈现负相关关系[45]。河南省经济发展对粮食生产的胁迫作用和粮食生产对经济发展的制约作用均较为明显[46]。湖北省农业生态环境、粮食生产和农业补贴等耦合协调发展程度在波动中演进，由初期的濒临失调逐渐改善为中级耦合协调水平，但随着三者矛盾加剧，系统间协调难度加大[47]。

2.4 农业产出与投入要素的脱钩分析

脱钩理论是指存在响应关系的两个或以上物理量之间的相互关系不再存在，脱钩分析在资源环境、农业政策等领域近年来已广泛应用。资源利用/环境压力随着经济增长而增长（耦合关系）;资源利用/环境压力不随经济增长而增长，甚至还有可能减小（脱钩关系）。农业产值是影响碳排放强度的主体原因，而农业生产效率是抑制碳排放的主要动力[48]。蒋惠凤等[49]运用脱钩模型分析发现经济增长稳定性指标GDP与水资源利用间呈现脱钩态势。粮食产量、人口数量与用水量之间没有绝对的完全脱钩，但完全脱钩趋势明显，栾健等[50]利用脱钩理论，从时空维度对我国粮食总产量和水资源投入量的脱钩关系进行了实证分析。农业增长对资源依赖的变化趋势以及农业发展与环境的互动关系日益引起学术界的关注[51]。农业面源污染控制背景下，农业化学投入与农业经济增长呈现出从扩张性负脱钩到相对脱钩，再到绝对脱钩的转变[52]。张志高等[53]采用Tapio脱钩模型分析河南省农业化学投入与农业经济之间的脱钩关系，河南省农业化学投入对农业经济增长呈现出了脱钩状态，但在区域内部还存在着较大的空间差异。粮食增产对化肥的依赖仍很大，栾江等[54]利用脱钩理论和测度模型，对1998—2013年我国主要农作物产量增长与化肥消费之间的脱钩关系进行研究，不同作物产量与化肥消费的脱钩与否主要取决于化肥利用效率。畜牧业生产与其面源污染之间以弱脱钩类型居多[55]。农药使用量增长速度变缓以及粮食产量持续增加是导致我国粮食总产量与农药使用量脱钩类型转变的主要原因[56]。于伟等[57]基于2005—2015年数据利用脱钩理论和对数平均分解指数法进行分析，探索农药施用与农业经济增长关联状态及其影响因素，以实现“控药减害增收”的目标。可借鉴这方面的研究理论与方法，进行疫病防控、猪场环境治理与生猪生产的脱钩分析。

3 下一步研究设想

生猪生产过程中对疫病防控、猪场环境既要考虑到资源环境的承载力，也要保证猪肉持续、稳定供应，以利破解猪周期。迫切需要深入探讨疫病防控、猪场环境治理与生猪生产之间的耦合/脱钩关系，并为系统要素间的动态关系提供科学、定量的测度方式，进一步揭示其相应耦合、脱钩的时空演化规律及其驱动机制。

3.1 江西生猪生产与疫病防控、猪场环境耦合的综合评价指标体系构建及驱动因素分析

以江西南昌县等11个全国生猪优势区域优势县（市）为研究区域，将生猪生产、疫病防控及猪场环境视为一个系统，筛选影响生猪生产的评价指标，构建生猪生产与疫病防控、猪场环境耦合的综合评价指标体系。评价指标体系的构建能保证研究的科学性、可靠性及深入开展实证分析。用因子分析法对生猪生产进行驱动因素分析，确定主要影响因子、测算其权重值。

3.2 江西生猪生产与疫病防控、猪场环境的系统耦合分析

对江西生猪生产与疫病防控、猪场环境进行系统耦合分析，主要测算生猪生产与系统要素的耦合度、耦合协调度。针对系统耦合度与耦合协调度，分析生猪生产系统要素的相互作用关系、强弱及变化规律，揭示江西生猪生产的系统耦合机制。分别对耦合度、耦合协调度进行时空特征分析，探究江西生猪生产与生产要素耦合的时空分异规律。

3.3 江西生猪生产与疫病防控、猪场环境等因素的脱钩分析

疫病防控、猪场环境是生猪生产的逆向影响因素，分别进行生猪生产与疫病防控、生猪生产与猪场环境的脱钩分析，运用Tapio模型测算其脱钩弹性系数，并依据其大小来判断变量之间的脱钩关系、影响程度，并对脱钩弹性系数进行时空特征分析，揭示逆向生产因素与生猪生产脱钩的状况、机制及时空分异规律。运用LMDI分解模型，分别对生猪生产与疫病防控、生猪生产与猪场环境的脱钩效应进行效应分解，分解为规模效应、效益效应与效率效应，明晰效应贡献。

3.4 江西生猪产业稳定与可持续发展对策

剖析区域生猪生产系统耦合与脱钩的动态演化规律，将江西生态环境、粮食生产优势转化为生猪生产優势，促进粮食-生猪-环境系统良性循环，破解猪周期。发展生猪产业既要考虑资源环境的承载力，又要保证猪肉持续、稳定供应，不断满足人们对美好生活的需求，保障生猪生产食物与生态双重安全，促进江西生猪产业可持续发展。

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